EP0675925B1 - Verfahren und vorrichtung zur pyrolitischen zersetzung von kohlenwasserstoffen - Google Patents

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Claims (10)

  1. Ein Verfahren zum Steuern der Herstellung von Ruß und Wasserstoff mittels Pyrolyse von Kohlenwasserstoffen mit einem Plasmabrenner (3) in einem Zersetzungsreaktor (1), wobei der Plasmabrenner (3) mit Wasserstoffgas als Plasmagas betrieben wird und wobei die Kohlenwasserstoffe durch eine Einspritzdüse in dem Plasmabrenner (3) und Einspritzdüsen (2) in der Reaktionskammer (1) eingeführt werden, die Reaktionsenthalpie für die Zersetzung der Kohlenwasserstoffe in Wasserstoff und Ruß zur Erreichung einer gewünschten Qualität des Kohlenstoffteils einen gewünschten, vorbestimmten Wert aufweist, wobei der Enthalpiewert in einem Bereich zwischen 1 und 50 kWh/Nm3, vorzugsweise zwischen 2 und 20 kWh/Nm3 eingestellt wird, und die Temperatur in der Reaktionszone dadurch zwischen 1000 und 4000°C, vorzugsweise zwischen 1600 und 3000°C, aufrechterhalten wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck in der Reaktionskammer (1) zwischen 1 und 3 bar, die Zuführmenge des Wasserstoff-Plasmagases zwischen 6 und 24 Nm3/h und der Winkel der Einspritzdüsen (2) in der Reaktionskammer (1) in einem Bereich zwischen 90° und 30° relativ zur Zentralachse der Reaktionskammer (1) eingestellt werden, um eine Reaktionszone (5) im Zentralbereich der Reaktionskammer (1) aufzubauen.
  2. Ein Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Aufbau und die Einstellung der Reaktionszone (5) im Zentralbereich der Kammer durch Einstellen des Winkels der Einspritzdüsen (2) in der Reaktionskammer gesteuert werden.
  3. Ein Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß zum Erhalten eines vorbestimmten Zersetzungsproduktes eine Berechnung aufeinander bezüglicher Parameter hinsichtlich Druck, Zuführmenge und vorzugsweise auch Einstellwinkel der Einspritzdüsen (2) durchgeführt wird und daß diese Werte in einem Modelldiagramm für verschiedene Qualitäten aufgezeichnet werden und daß während des Herstellungsprozesses die dem vorbestimmten Wert zugeordneten Enthalpiewerte aus diesem Modelldiagramm ausgewählt werden.
  4. Ein Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Winkel der Einspritzdüsen (2) in der Reaktionskammer (1) in einem Bereich zwischen 60° und 45° relativ zu der Zentralachse in der Reaktionskammer (1) eingestellt wird.
  5. Ein Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einspritzdüsen (2) in der Reaktionskammer (1) durch Drehung in tangentialer Richtung um einen Winkel zwischen 0° und 45°, vorzugsweise weniger als 30°, eingestellt werden.
  6. Eine Einrichtung zur Verwendung beim Umsetzen des Verfahrens nach Anspruch 1 zur Herstellung von Ruß und Wasserstoff mittels Pyrolyse von Kohlenwasserstoffgasen mit einem Plasmabrenner (3) in einer Reaktionskammer (1), wobei der Plasmabrenner (3) mit Wasserstoffgas als Plasmagas betrieben wird und das Kohlenwasserstoffgas durch eine Einspritzdüse in dem Plasmabrenner (3) und Einspritzdüsen (2) in der Reaktionskammer (1) eingeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß die Reaktionskammer (1) mit einer oder mehreren Düsen (1) auf einer Ebene ausgestattet ist, bewegbar in Längsrichtung der Reaktionskammer (1), wobei diese Düsen (2) relativ zur Zentralachse der Reaktionskammer (1) unter Winkeln zwischen 90 und 30° winkeleinstellbar sind, und daß die Düsen (2) vorzugsweise ebenfalls in tangentialer Richtung relativ zur Radialeinführung winkeleinstellbar sind.
  7. Eine Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß in der Reaktionskammer (1) im Bereich der Reaktionszone (5) in der Kammer quer zu der Zentralachse der Kammer (1) ein Ringelement (8) mit Düsen (2) vorgesehen ist.
  8. Eine Einrichtung nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (2) in tangentialer Richtung in einem Winkel von weniger als 30° winkeleinstellbar sind, während zur gleichen Zeit die Düsen (2) einen Einstellwinkel relativ zur Zentralachse der Reaktionskammer (1) aufweisen können.
  9. Eine Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Raum, der auf der Seite des Ringelementes (8) auf dem Plasmabrenner (3) bestimmt ist, Düsen (2) vorgesehen sind.
  10. Eine Einrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Ringelement (8) in Längsrichtung der Reaktionskammer (1) bewegbar ist.
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